蓄電池:
蓄電池是UPS用來作為儲存電能的裝置,它由若干個電池串聯(lián)或電池組并聯(lián)而成,其容量大小決定了其維持放電(供電)的時間。其主要功能是:
1.當市電正常時,將電能轉(zhuǎn)換成化學能儲存在電池內(nèi)部。
2.當市電故障時,將化學能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負載;
逆變器:
通俗的講,逆變器是一種將直流電(DC)轉(zhuǎn)化為交流電(AC)的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成;
靜態(tài)開關:
靜態(tài)開關又稱靜止開關,它是一種無觸點開關,是用兩個可控硅(SCR)反向并聯(lián)組成的一種交流開關,其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉(zhuǎn)換型和并機型兩種。轉(zhuǎn)換型開關主要用于兩路電源供電的系統(tǒng),其作用是實現(xiàn)從一路到另一路的自動切換;并機型開關主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多臺逆變器。
UPS的特點:
UPS較之柴油發(fā)電機組,具有體積小、效率高、無噪聲振動、維護費用低、可靠性高等優(yōu)點,但容量相對較小,主要用于電子計算機中心、工業(yè)自動化控制中心等重要場所。
UPS知識速成
.UPS是什么?
UPS是不間斷電源(Uninterruptible Power Supply)的英文簡稱,是能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應的重要外部設備。
從原理上來說,UPS是一種集數(shù)字和模擬電路,自動控制逆變器與免維護貯能裝置于一體的電力電子設備;
從功能上來說,UPS可以在市電出現(xiàn)異常時,有效地凈化市電;還可以在市電突然中斷時持續(xù)一定時間給電腦等設備供電,使你能有充裕的時間應付;
從用途上來說,隨著信息化社會的來臨,UPS廣泛地應用于從信息采集、傳送、處理、儲存到應用的各個環(huán)節(jié),其重要性是隨著信息應用重要性的日益提高而增加的。
.UPS分哪些種類?
UPS按工作原理分成后備式、在線式與在線互動式三大類:
后備式UPS是我們最常用的,它具備了自動穩(wěn)壓、斷電保護等UPS最基礎也最重要的功能,雖然一般有10ms左右的轉(zhuǎn)換時間,逆變輸出的交流電是方波而非正弦波,但由于結(jié)構(gòu)簡單而具有價格便宜,可靠性高等優(yōu)點,因此廣泛應用于微機、外設、POS機等領域;
在線式UPS結(jié)構(gòu)較復雜,但性能完善,能解決所有電源問題,其顯著特點是能夠持續(xù)零中斷地輸出純凈正弦波交流電,能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問題;由于需要較大的投資,通常應用在關鍵設備與網(wǎng)絡中心等對電力要求苛刻的環(huán)境中;
[3]模塊化UPS與傳統(tǒng)UPS相比有諸多優(yōu)點,代表UPS的發(fā)展方向之一,但目前還存在成本高,部分產(chǎn)品實際的可靠性并不如理論計算值高,但安全系數(shù)已經(jīng)遠遠超過傳統(tǒng)UPS;對模塊化UPS的研究將有利于促進模塊化的可靠性提高,從而提高模塊化UPS在客戶中的認可度,加快模塊化UPS的發(fā)展。EAST(易事特)模塊化UPS每個模塊就是一臺獨立工作的UPS,功率段齊全可選,高效率低干擾,環(huán)保節(jié)能,安全系數(shù)高。
.為什么要配備UPS?
據(jù)IDC統(tǒng)計,全部電腦故障的45%是由電源問題引起的;在中國,大城市停電的次數(shù)平均為0.5次/月,中等城市為2次/月,小城市或村鎮(zhèn)為4次/月,電網(wǎng)存在至少九種問題:斷電、雷擊尖峰、浪涌、頻率震蕩、電壓突變、電壓波動、頻率漂移、電壓跌落、脈沖干擾;因此從改善電源質(zhì)量的角度來說給電腦配備一臺UPS是十分必要的。
另外,精密的網(wǎng)絡設備和通信設備是不允許電力有間斷的,以服務器為核心的網(wǎng)絡中心要配備UPS是不言而喻的,即使是一臺普通電腦,其使用三個月以后的數(shù)據(jù)文件等軟件價值就已經(jīng)超過了硬件價值,因此為防止數(shù)據(jù)丟失而配備UPS也是十分必須的。
.我應該配備什么樣的UPS?
根據(jù)設備的情況、用電環(huán)境以及想達到的電源保護目的,可以選擇適合的UPS;例如對內(nèi)置開關電源的小功率設備一般可選用后備式UPS,在用電環(huán)境較惡劣的地方應選用在線互動式或在線式UPS,而對不允許有間斷時間或時刻要求正弦波交流電的設備,就只能選用在線式UPS。
.我應該配備多大功率的UPS?
首先要確定您的設備是多大功率的,一般來講普通PC機的功率在200W左右在300W左右,服務器在300W與600W之間,其他設備的功率數(shù)值可以參考該設備的說明書。
其次應了解UPS的額定功率有兩種表示方法:視在功率(單位VA)與實際輸出功率(單位W),由于無功功率的存在所以造成了這種差別,兩者的換算關系為:視在功率*功率因數(shù)=實際輸出功率
后備式、在線互動式的功率因數(shù)在0.5與0.7之間,在線式的功率因數(shù)一般是0.8。
給設備配UPS時應以UPS的實際輸出功率為匹配的依據(jù),有些經(jīng)銷商有意或無意會混淆(VA)與(W)的區(qū)別,這點要提請用戶注意。
UPS的使用,會讓您在突發(fā)情況下,讓您有緩沖時間來保存您寶貴的數(shù)據(jù),作為這樣一種精密的設備使用,其維護也該多花心思。
1.開關機順序
為了避免負載在啟動瞬間產(chǎn)生的沖擊電流對UPS電源造成損壞,在使用時應首先給UPS供電,使其處于旁路工作狀態(tài),然后再逐個打開負載,這樣就避免了負載電流對UPS的沖擊,使UPS的使用壽命得以延長。關機順序可以看做是開機順序的逆過程,首先逐個關閉負載,再將UPS關閉。
2.山特UPS開機之前
在開機之前,首先需要確認輸入市電連線的極性是否正確,以確保人身安全。注意負載總功率不能大于UPS的額定功率。應避免UPS工作在過載狀態(tài)下,以保證UPS能夠正常工作。
3.關機之后
在市電中斷后,UPS由電池組供電并自動關機后,不要再利用UPS電池組供電開機,以避免電池因過量放電而損壞。當市電發(fā)生異常而轉(zhuǎn)為UPS電池組供電時,應及時關閉負載并關機,待市電恢復正常再開機使用。
4.使用環(huán)境
與電腦的工作環(huán)境類似,UPS對環(huán)境溫度的要求同樣也不是很高,通常在0℃~40℃都能正常工作。但防塵問題同樣也困擾著UPS,UPS的使用環(huán)境要求清潔、少塵、干燥,灰塵和潮濕的環(huán)境會引起UPS工作不正常。而UPS電池組對溫度要求則較高,標準使用溫度為25℃,平時最好不要超出15℃~30℃這個范圍。溫度過低不但會減小電池組的容量,還會進一步影響UPS的使用壽命。另外,UPS的防磁能力也不是很好。所以不應把強磁性物體放在UPS上,否則會導致UPS工作不正?;驌p壞機器。
5.電池維護
UPS的電池組會存在自放電現(xiàn)象,如果長期放置不用會導致電池組的損壞,因此需要定期進行充放電。如果使用的是免維護的吸收式電解液系統(tǒng)電池,在正常使用時不會產(chǎn)生任何氣體,但是如果用戶使用不當而造成了電池組過量充電就會產(chǎn)生氣體,并出現(xiàn)電池組內(nèi)壓增大的情況,嚴重時會使電池鼓漲、變形、漏液甚至破裂,用戶如果發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象應立即更換電池組。
6.注意安全
由于UPS的電池組電壓很高,對人體存在一定的電擊危險,所以在裝卸導電連接條和輸出線時應具有安全保障,采用的工具應絕緣,特別是輸出接點更應該有防止觸電的設置。
7.山特UPS充電電壓
在UPS的充電過程中,如果充電電壓過高會導致電池組的過量充電,反之則會造成電池組的充電不足。當充電電壓不正常的時候,可能會讓電池配置數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯誤。因此在安裝電池組時,一定要注意電池規(guī)格和數(shù)量的正確性,不同規(guī)格、不同品牌的電池應盡量避免混用,外接充電器也最好不要采用低價劣質(zhì)產(chǎn)品。
8.充電電流
與UPS的電壓要求類似,在對UPS電池組進行充放電時應盡量避免過大的電流通過。雖然有的時候UPS的電池組可以接受一定程度的大電流,但在實際操作中還是應該盡量避免,否則會使電池極板變形,導致電池內(nèi)阻增大,嚴重時電池容量將會嚴重下降,導致電池組壽命大幅縮短。
9.放電深度
UPS的放電深度對電池使用壽命的影響也是非常大的,電池放電深度越深,其循環(huán)使用次數(shù)就越少,因此在使用時應避免電池的深度放電。雖然有些品牌的UPS擁有放電保護功能,但是如果UPS處于輕載放電或空載放電的情況下,也會讓電池深度放電,從而影響電池組的使用壽命。
10.負載大小
普通的用戶會認為,UPS的負載能力越大,對電腦的保護效果會越好,于是在購買時選用了高價格高負載能力的產(chǎn)品。而用戶在實際應用時的負載只是UPS額定的30%甚至更少,其實這樣亦會影響到UPS的使用壽命,畢竟其內(nèi)部的電池組很多時候都不能完全正常地進行工作。當然也不是說100%的額定負載是最好的,如果這樣,UPS出現(xiàn)任何小問題都會造成很大的損壞,實際操作表明選擇50%~80%的負載為最佳。
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.UPS的“集中式”與“分散式”配備方式有什么區(qū)別?
如果需要配UPS的設備較多,您可以采用“集中式”或“分散式”兩種配備方式:
“集中式”,就是用一臺較大功率的UPS負載所有設備,如果設備之間距離較遠,還需要單獨鋪設電線,大型數(shù)據(jù)中心、控制中心常采用這種方式,雖然便于管理,但成本較高。
“分散式”配備方式是現(xiàn)在比較流行的一種配備方式,就是根據(jù)設備的需要分別配備適合的UPS,譬如對一個局域網(wǎng)的電源保護,可以采取給服務器配備在線式UPS,各個節(jié)點分別配備后備式UPS的方案,這樣配備的成本較低并且可靠性高。
這兩種供電方式的優(yōu)缺點如下表:
集中供電方式:便于管理、布線要求高、可靠性低、成本高。
分散供電方式:不便管理、布線要求低、可靠性高、成本低。
UPS的配備需要較專業(yè)的知識,請咨詢專業(yè)人士,他們會為您設計合理的配備方案。
為什么UPS一定要買名牌?
UPS產(chǎn)品的功能在于保障,對用戶而言UPS常常是保護設備與數(shù)據(jù)安全的最后防線,相比其他產(chǎn)品“可靠性與品質(zhì)”對UPS具有更重要的意義,而惟有長期建立起來的名牌產(chǎn)品才能有這樣的實力。
中國目前的UPS市場十分繁榮,國際知名的品牌基本上都已進入中國,洋品牌在技術上有一定優(yōu)勢,同時價格也較為昂貴,其主要市場份額集中在中大功率UPS市場(10KVA以上);上世紀九十年代以來,國內(nèi)一些優(yōu)秀品牌在UPS市場異軍突起,憑借在技術上的不斷追求與本土化的生產(chǎn)服務優(yōu)勢,取得了令人矚目的成績,已經(jīng)成為中小功率UPS市場的主力軍。
.UPS備用時間的長短是由什么決定的?
是由UPS的儲能裝置決定的,現(xiàn)在的UPS一般都用全密封的免維護鉛酸蓄電池作為儲能裝置,電池容量的大小由“安時數(shù)(AH)”這個指標反映,其含義是按規(guī)定的電流進行放電的時間。相同電壓的電池,安時數(shù)大的容量大;相同安時數(shù)的電池,電壓高的容量大,通常以電壓和安時數(shù)共同表示電池的容量,如12V/7AH、12V/24AH、12V/65AH、12V/100AH。
后備式UPS一般內(nèi)置4AH或7AH的電池,其備用時間是固定的;在線式與在線互動式UPS有內(nèi)置7AH電池的標準機型,也有外配大容量電池的長效機型,用戶可以根據(jù)需要實現(xiàn)的備用時間而確定配備多大容量的電池。
蓄電池是UPS的重要組成部分,占有很大的價值比重,并且其質(zhì)量的好壞直接關系到UPS的正常使用,所以應慎重選擇有質(zhì)量保證的正牌蓄電池。
.使用UPS有哪些注意事項?
1)UPS的,使用環(huán)境應注意通風良好,利于散熱,并保持環(huán)境的清潔。
2)切勿帶感性負載如點鈔機、日光燈、空調(diào)等,以免造成損壞。
3)UPS的輸出負載控制在60%左右為最佳,可靠性最高。
4)UPS帶載過輕(如1000VA的UPS帶100VA負載)有可能造成電池的深度放電,會降低電池的使用壽命,應盡量避免。
5)適當?shù)姆烹?,有助于電池的激活,如長期不停市電,每隔三個月應人為斷掉市電用UPS帶負載放電一次,這樣可以延長電池的使用壽命。
6)對于多數(shù)小型UPS,上班再開UPS,開機時要避免帶載啟動,下班時應關閉UPS;對于網(wǎng)絡機房的UPS,由于多數(shù)網(wǎng)絡是24小時工作的,所以UPS也必須全天候運行。
7)UPS放電后應及時充電,避免電池因過度自放電而損壞。
UPS常見問題
在使用不間斷電源系統(tǒng)的過程中,人們往往片面地認為蓄電池是免維護的而不加重視。然而有資料顯示,因蓄電池故障而引起UPS主機故障或工作不正常的比例大約為1/3。由此可見,加強對UPS電池的正確使用與維護,對延長蓄電池的使用壽命,降低UPS系統(tǒng)故障率,有著越來越重要的意義。除了選配正規(guī)品牌蓄電池以外,應從以下幾個方面入手正確地使用與維護蓄電池:
一、保持適宜的環(huán)境溫度:影響蓄電池壽命的重要因素是環(huán)境溫度,一般電池生產(chǎn)廠家要求的最佳環(huán)境溫度是在20-25℃之間。雖然溫度的升高對電池放電能力有所提高,但付出的代價卻是電池的壽命大大縮短。據(jù)試驗測定,環(huán)境溫度一旦超過25℃,每升高10℃,電池的壽命就要縮短一半。目前UPS所用的蓄電池一般都是免維護的密封鉛酸蓄電池,設計壽命普遍是5年,這在電池生產(chǎn)廠家要求的環(huán)境下才能達到。達不到規(guī)定的環(huán)境要求,其壽命的長短就有很大的差異。另外,環(huán)境溫度的提高,會導致電池內(nèi)部化學活性增強,從而產(chǎn)生大量的熱能,又會反過來促使周圍環(huán)境溫度升高,這種惡性循環(huán),會加速縮短電池的壽命。
二、運行校準需注意:每年只在必要時進行1到2次UPS運行時校準。有時,您可以執(zhí)行運行時校準來驗證您的運行時間是否是充足的。但是,頻繁地執(zhí)行運行時校準會減少電池的預期壽命。
三、定期充電放電:UPS電源中的浮充電壓和放電電壓,在出廠時均已調(diào)試到額定值,而放電電流的大小是隨著負載的增大而增加的,使用中應合理調(diào)節(jié)負載,比如控制微機等電子設備的使用臺數(shù)。一般情況下,負載不宜超過UPS額定負載的60%。在這個范圍內(nèi),電池的放電電流就不會出現(xiàn)過度放電。
UPS因長期與市電相連,在供電質(zhì)量高、很少發(fā)生市電停電的使用環(huán)境中,蓄電池會長期處于浮充電狀態(tài),日久就會導致電池化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的活性降低,加速老化而縮短使用壽命。因此,一般每隔2-3個月應完全放電一次,放電時間可根據(jù)蓄電池的容量和負載大小確定。一次全負荷放電完畢后,按規(guī)定再充電8小時以上。
四、利用通訊功能:目前,絕大多數(shù)大、中型UPS都具備與微機通訊和程序控制等可操作性能。在微機上安裝相應的軟件,通過串/并口連接UPS,運行該程序,就可以利用微機與UPS進行通訊。一般具有信息查詢、參數(shù)設置、定時設定、自動關機和報警等功能。通過信息查詢,可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負載利用率、電池容量利用率、機內(nèi)溫度和市電頻率等信息;通過參數(shù)設置,可以設定UPS基本特性、電池可維持時間和電池用完告警等。通過這些智能化的操作,大大方便了UPS電源及其蓄電池的使用管理。
在負載方面,負載請勿超過UPS設備額定容量的80%,因為這會導致運行時間減少。負載增加時,運行時間會相應減少。如果電源不能供電,全負荷運行的UPS將會很快耗盡并釋放其電池的電量,這將減少電池的預期壽命。注意:為確保電池的運行時間更長,請勿將激光打印機連接到UPS的備用電池插座。確保激光打印機使用“僅防浪涌”插座(使用適合的型號)。對于那些沒有“僅防浪涌”插座的UPS,建議將激光打印機連接到單獨的浪涌抑制器。
五、注意防雷擊。雷擊是所有電器的天敵,一定要注意保證UPS的有效屏蔽和接地保護。另外,還應把UPS放在通風散熱良好的地方
.蓄電池的容量是什么含義?
部分國家采用20小時放電率(C20)的安時數(shù)代表電池額定容量的大小,即在25℃下以恒定電流放電20小時至終止電壓(1.75V/單格),該電流乘以20即為電池的C20容量,一般用AH數(shù)表示。例如,12V/100AH的電池是指該電池能夠以5A(0.05C)的電流恒定放電至終止電壓10.5V,可連續(xù)放電20小時。另外要注意,電池放電時間與放電電流不是線性關系,如100AH電池以100A的電流放電支持不了1個小時,只有數(shù)十分鐘;而以1A的電流放電,則會超出100小時(不推薦如此方式放電)。
.標準型UPS是否可以直接外接電池作長效型UPS使用?
不適合,由于標準型UPS設計的充電電流較小,另外受散熱條件的限制,如作長效型UPS使用,一方面達不到使用目的,另一方面也容易對UPS、電池的使用造成不良影響,甚至于損壞。
.如何延長不間斷電源系統(tǒng)的供電時間?
延長不間斷電源系統(tǒng)的供電時間有兩種方法:
1. 外接大容量電池組:可根據(jù)所需供電時間外接相應容量的電池組,但須注意此種方法會造成電池組充電時間的相對增加,另外也會增加占地面積與維護成本,故需認真評估。
2.選購容量較大的不間斷電源系統(tǒng):此方法不僅可減少維護成本,若遇到負載設備擴充,較大容量的不斷電系統(tǒng)仍可立即運作。
.常見的電力問題有哪些?又有什么不同的解決方式?
有一種常見的誤解,認為我們使用的市電,除了偶爾發(fā)生的斷電事故,是連續(xù)而且穩(wěn)定的,其實不然。市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng),上面連接了成千上萬各種各樣的負載,其中一些較大的感性、容性、開關電源等負載不僅從電網(wǎng)中獲得電能,還會反過來對電網(wǎng)本身造成影響,惡化電網(wǎng)的供電品質(zhì)。另外意外的自然和人為事故,如地震、火災、雷擊、輸變電系統(tǒng)短路等,都會危害電力的正常供應,從而影響負載的正常工作。根據(jù)電力專家的測試,電網(wǎng)中經(jīng)常發(fā)生并且對電腦和精密儀器產(chǎn)生干擾或破壞的問題主要有以下幾種:
1、電涌(power surges):指輸出電壓有效值高于額定值110%,而且持續(xù)時間達一個或數(shù)個周期,電涌主要是由于在電網(wǎng)上連接的大型電氣設備關機時,電網(wǎng)因突然卸載而產(chǎn)生的高壓。
2、高壓突波(high voltage spikes):指峰值達6000V,持續(xù)時間從萬分之一秒至二分之一周期(10ms)的電壓,這主要是由于雷擊、電弧放電、靜態(tài)放電或大型電氣設備的開關操作而產(chǎn)生。
3、暫態(tài)過電壓(switching transients):指峰值電壓高達 20000V,但持續(xù)時間界于百萬分之一秒至萬分之一秒的脈沖電壓,其主要原因及可能造成的破壞類似于高壓突波,只是在解決方法上會有區(qū)別。
4、電壓下陷(power sags):指市電電壓有效值介于額定值的80%至85%之間的低壓狀態(tài),并且持續(xù)時間達一個到數(shù)個周期,大型設備開機、大型電動機啟動或大型電力變壓器接入都可能造成這種問題。
5、噪聲干擾(electrical line noise):指射頻干擾(RFI)和電磁干擾(EFI)以及其它各種高頻干擾,馬達的運行、繼電器的動作、馬達控制器的工作、廣播發(fā)射、微波輻射、以及電氣風暴等,都會引起噪聲干擾。
、頻率飄移(frequency variation):系指市電頻率的變化超過3Hz以上,這主要是由于應急發(fā)電機的不穩(wěn)定運行,或由頻率不穩(wěn)定的電源供電所致。
、電壓過低(brownout):指市電電壓有效值低于額定值,并且持續(xù)較長時間,其產(chǎn)生原因包括:大型設備啟動和應用、主電力線切換、啟動大型電動機、線路過載等。
、市電中斷(power fai1):指市電中斷并且持續(xù)至少兩個周期到數(shù)小時的情況,其產(chǎn)生原因有:線路上的斷路器跳閘、市電供應中斷、電網(wǎng)故障等。
針對以上各種電力問題,有幾種不同解決方式,見下表
三種UPS針對電力問題的解決效果 |
|||
后備式 |
在線互動式 |
純在線式 |
|
電涌 |
× |
×/△ |
○ |
高壓突波 |
× |
×/△ |
○ |
暫態(tài)過電壓 |
× |
×/△ |
○ |
電壓下陷 |
× |
×/△ |
○ |
噪聲干擾 |
× |
×/△ |
○ |
頻率飄移 |
× |
×/△ |
○ |
電壓過低 |
× |
×/△ |
○ |
市電中斷 |
○ |
○ |
○ |
○代表有較佳保護 △代表有限或視狀況保護 ×代表沒有保護